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KR100214549B1 - 버텀리드 반도체 패키지 - Google Patents

버텀리드 반도체 패키지 Download PDF

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KR100214549B1
KR100214549B1 KR1019960077510A KR19960077510A KR100214549B1 KR 100214549 B1 KR100214549 B1 KR 100214549B1 KR 1019960077510 A KR1019960077510 A KR 1019960077510A KR 19960077510 A KR19960077510 A KR 19960077510A KR 100214549 B1 KR100214549 B1 KR 100214549B1
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KR
South Korea
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lead
heat slug
heat
semiconductor package
semiconductor chip
Prior art date
Application number
KR1019960077510A
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English (en)
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KR19980058198A (ko
Inventor
전동석
Original Assignee
구본준
엘지반도체주식회사
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Publication date
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Priority to US08/895,450 priority patent/US5933709A/en
Priority to CN97115025A priority patent/CN1104741C/zh
Priority to DE19733702A priority patent/DE19733702B4/de
Priority to JP9340911A priority patent/JP2920523B2/ja
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Abstract

본 발명은 버텀리드 반도체 패키지에 관한 것으로, 평판 형태의 제1 히트 슬러그와, 상기 제1 히트 슬러그의 측단에 수직으로 부착하여 형성된 제2 히트 슬러그와, 상기 제 1히트 슬러그의 상면에 제1 접착부재를 매개로 고정부착된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 상면 중앙부에 제2 접착부재를 매개로 고정부착된 제3 히트 슬러그와, 상기 반도체 칩의 상면 양측에 접착부재(도시되지 않음)을 매개로 고정부착된 복수의 내부 리드와, 상기 각 내부리드로부터 상향절곡(上向折曲)되어 형성된 복수의 버텀리드와, 상기 내부리드와 칩 패드(도시되지 않음)를 연결하는 전도성 도선과, 그리고 상기 제1∼3 히트 슬러그의 안쪽공간을 몰딩수지로 채워 상기 반도체 칩과 내부리드, 버텀리드 및 도선을 밀봉하되, 상기 버텀리드가 외부로 노출되도록 밀봉된 몰딩부를 포함하여 구성되어, 반도체 칩에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 효율이 높아서 하이 파워 칩(high powr chip)에 적합한 효과가 있다.

Description

버텀리드 반도체 패키지
제1도는 종래 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도.
재2도는 본 발명 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도.
제3도은 본 발명 버텀리드 반도체 패키지의 밑면도.
제4도는 도2의 'A'부의 상세 단면도.
제5도는 본 발명 버텀리드 반도체 패키지가 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)상에 실장된 것을 나타낸 종단면도.
제6a도∼제6h도는 본 발명 버텀리드 반도체 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 순차적 공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반도체 칩 2 : 리드프레임(LEAD FRAME)
2a : 버텀리드(BOTTOM LEAD) 2b : 내부리드(INNER LEAD)
3 : 제1 접착부재 3a : 제2 접착부재
4 : 도선(WIRE) 5 : 몰딩부
6 : 제1히트 슬러그(HEAT SLUG)
7 : 제2히트 슬러그(HEAT SLUG)
8 : 제3히트 슬러그(HEAT SLUG) 9 : 솔더 (SOLDER)
10 : 인쇄회로기판(Printed Circuit Bord : PCB) 11 : 돌출부
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로, 특히 반도체 칩의 상, 하 및 측면에 열방출효율이 우수한 히트 슬러그 (heat slug)를 부착하여 하이 파워 칩 (HIGH POWER CHIP)에 적합하도록 패키징 된 버텀리드 반도체 패키지 (Bottom Leaded Semiconductor Package)에 관GKS 것이다.
도1은 종래 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도로써, 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 도시되지 않음)에 전기적으로 연결되는 복수의 버텀리드(2a)와, 상기 각 버텀리드(2a)로부터 상향절곡(上向折曲)되어 형성된 복수의 내부리드(2b)와, 상기 각 버텀리드(2a)의 상면(上面)에 제1 접착부재(3)를 매개로 고정부착된 반도체 칩(1)과 , 상기 반도체 칩(1)의 칩 패드(도시되지 않음)와 상기 내부리드(2b)를 각각 전기적으로 연결시키는 복수의 전도성 도선(4)과, 상기 반도체 칩(1)과 상기 버텀리드(2a) 및 내부리드(2b)와 상기 도선(4)을 포함하는 일정면적을 몰딩수지로 밀봉하되, 상기 버텀리드(2a)가 인쇄회로기판(도시되지 않음)과 연결되도록 노출되게 밀봉된 몰딩부(5)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 일반적인 버텀리드 반도체 패키지는 열 전도율이 낮은 상기 몰딩부(5)로 인해, 상기 반도체 칩(1)에서 발생하는 열이 외부로 방출되는 효율이 떨어지고, 특히 높은 열방출효율을 요구하는 하이 파워 칩에 적합하지 않은 문제점이 있었다.
본 발명 버텀리드 반도체 패키지의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 반도체 칩의 상, 하 및 측면에 열방출율이 우수한 제1∼3 히트 슬러그를 부착하여 패키징함으로써, 열의 방출효율을 높이도록 구성된 버텀리드 반도체 패키지를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 버텀리드 반도체 패키지는, 평판 형태의 제1 히트 슬러그와, 상기 제1 히트 슬러그의 측단에 수직으로 부착하여 형성된 제2히트 슬러그와, 상기 제1 히트 슬러그의 상면에 제1 접착부재를 매개로 고정 부착된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 상면 중앙부에 제2 접착부재를 매개로 고정부착된 제3 히트 슬러그와, 상기 반도체 칩의 상면 양측에 접착부재(도시되지 않음)를 매개로 고정부착된 복수의 내부리드와, 상기 각 내부리드로부터 상향절곡(上向折曲)되어 형성된 복수의 버텀리드와, 상기 각 내부리드와 칩 패드(도시되지 않음)를 연결하는 전도성 도선과, 그리고 상기 제1∼3 히트 슬러그의 안쪽공간을 몰딩수지로 채워 상기 반도체 칩과 내부리드, 버텀드리 및 도선을 밀봉하되, 상기 버텀리드가 외부로 노출되도록 밀봉된 몰딩부를 포함하여 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 버텀리드 반도체 패키지에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도로써, 도시된 바와 같이, 평판 형태의 제1 히트 슬러그(6)의 측단에 제2 히트 슬러그(6)(7)는 일체로도 형성될 수 있고, 상기 제2 히트 슬러그(7)는 제1 히트 슬러그(6)에 부착되거나, 또는 일체로 형성될 수 있으며, 그 제1 및 제2 히트 슬러그(6)(7)는 열전도도와 기계적 강도가 우수한 금속 및 세라믹 재질등이 사용된다. 상기 제1 히트 슬러그(6)의 상면에는 반도체 칩(1)이 제 접착부재(3)를 매개로 고정부착되어 있는 바, 그 제1 접착부재(3)는 열전도 효율이 좋은 물질을 사용함이 바람직하다. 상기 반도체 칩(1)의 상면 양측에는 리드 프레임(2)의 내부리드(2b)가 접착부재(도시되지 않음)를 매개로 고정부착되어 있고, 그 반도체 칩(1)의 상면 중앙에는 제3 히트 슬러그(8)가 제2 접착부재(3a)를 매개로 고정부착되어 있다. 상기 리드프레임(2)은 버텀리드(2a)가 내부리드(2b)로부터 상향절곡되어 형성된 구조를 가지며, 재질로는 구리합금이나 니켈합금을 사용한다. 상기 제3 히트 슬러그(8)는 제1 및 제2 히트 슬러그(6)(7)와 같이 열전도도와 기계적 강도가 우수한 금속 세라믹의 재질이 사용되며, 상기 제2 접착부재(3a) 또한 열전도효율이 좋은 물질을 사용한다. 또한 상기 제3 히트 슬러그(8)는 양측 에지(edge)부에 돌출부(11)를 구성하고 있다. 이를 도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 상기 돌출부(11)는 요철 및 원형, 다각형(도시되지 않음)등으로 형성되며, 몰딩부(5)와의 접착력을 높히는 효과가 있다. 상기 내부리드(2b)와 칩 패드(도시되지 않음)는 도선(4)으로 연결되어 있으며, 상기 도선(4)은 전도성 물질을 사용하도록 한다. 상기 제1∼3 히트 슬러그(6)(7)(8) 안쪽공간의 일정면적을 몰딩수지로 채워 상기 반도체 칩(1)과 내부리드(2b), 버텀리드(2a) 및 도선(4)을 밀봉하되, 도3과 같이, 상기 버텀리드(2a)가 외부로 노출되도록 밀봉된 몰딩부(5)를 구성한다.
도3은 도2의 평면도로써, 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되는 복수의 버텀리드(2a) 및 상기 버텀리드(2a)를 제외한 본 발명 버텀리드 반도체 패키지 상부의 대부분의 영역이 제3 히트 슬러그(8)로 커버링(covering)된 구조를 도시하고 있다.
도5는 본 발명 버텀리드 패키지를 실제 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)(10)상에 솔더(9)를 사용하여 실장한 구조를 보여주는 종단면도로써, 버텀리드(2a)만이 인쇄회로기판(1)상에 솔더(9)를 매개로 전기적으로 연결된 구조를 도시하고 있다.
도 6a∼6h는 본 발명 버텀리드 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 종단면도로써, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
6a는 평판 형태의 제1 히트 슬러그(6)의 측단에 평판 형태의 제2 슬러그(7)가 수직으로 부착하는 단계이다. 상기 제1 및 제2 히트 슬러그(7)가 수직으로 부착하는 단계이다. 상기 제1 및 제2 히트 슬러그(6)(7)는 열전도도와 기계적 강도가 우수한 금속 및 세라믹 재질등을 사용한다.
6b는 6a의 공정 후, 상기 제1 히트 슬러그(6)의 상면에 제1 접착부재(3)가 균일하게 도포하는 단계로써, 상기 제1 접착부재(3)는 열전도효율이 좋은 물질이다.
6c는 6b의 공정 후, 반도체 칩(1)이 상기 제1 접착부재(3)을 매개로 제1 히트 슬러그(6)의 상면에 고정 부착하는 단계이다.
6d는 6c의 공정 후, 상기 반도체 칩(1)의 상면 양측에 접착부재(도시되지 않음)을 매개로 리드프레임(2)의 내부리드(2b)를 고정부착하는 단계로써, 상기 리드프레임(2)은 내부리드(2b)로부터 상향절곡되어 형성된 버텀리드를 가진 구조를 보여준다.
6e는 6d의 공정 후, 상기 내부 리드(2b)와 반도체 칩(1)의 칩 패드(도시되지 않음) 사이를 도선(4)으로 연결하는 단계로써, 상기 도선(4)은 전도성 물질로 전기적인 연결에 사용한다.
6f는 6e의 공정 후, 상기 반도체 칩(1)의 상면 중앙에 제2 접착부재(3a)가 균일하게 도포하는 단계로써, 상기 제2 접착부재(3a)는 열전도효율이 좋은 물질을 사용한다.
6g는 6f의 공정 후, 제3 히트 슬러그(8)가 상기 제2 접착부재(3a)를 매개로 상기 반도체 칩(1)의 상면 중앙에 고정부착하는 단계로써, 상기 제3 히트 슬러그(8)은 열전도도와 기계적 강도가 우수한 금속 및 세라믹 재질등을 사용한다.
6h는 6g의 공정 후, 상기 버텀리드(2a)가 외부로 노출되도록 상기 제1∼3 히트 슬러그(6)(7)(8)의 안쪽공간을 몰딩수지로 채워 상기 반도에 칩(1)과 내부리드(2b), 버텀리드(2a) 및 도선(4)을 밀봉하여 몰딩부(5)를 형성하는 단계이다.
이상의 상세한 설명과 같이, 본 발명에 따른 버텀리드 패키지는, 반도체 칩(1)에서 발생하는 열을, 상기 반도체 칩(1)의 상, 하 및 측면에 고정부착된 열전도율이 우수한 제1, 제2 그리고 제3 히트 슬러그(6, 7, 8)를 통해 방출시킴으로써, 특히 높은 열방출효율을 필요로하는 하이 파워 칩에 적합한 효과가 있고, 또한 상기 제3 히트 슬러그(8)의 돌출부(11)를 요철 및 원형, 다각형등으로 형성함으로써, 몰딩부(5)와의 접착력을 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 평판 형태의 제1 히트 슬러그(6)와, 상기 제1 히트 슬러그(6)의 측단에 수직하여 일체형으로 형성된 제2 히트 슬러그(7)와, 상기 제1 히트 슬러그(6)의 상면에 제1 접착부재(3)를 매개로 고정부착된 반도체 칩(1)과, 상기 반도체 칩(1)의 상면 중앙부에 제2 접착부재(3a)를 매개로 고정부착된 제3 히트 슬러그(8)와, 상기 반도체 침(1)의 상면 양측에 접착부재(도시되지 않음)를 매개로 고정부착된 복수의 내부리드(2b)와, 상기 각 내부리드(2b)로부터 상향절곡(上向折曲)되어 형성된 복수의 버텀리드(2a)와, 상기 내부리드(2b)와 칩 패드(도시되지 않음)를 연결하는 전도성 도선(4)과, 그리고 상기 제1∼3 히트 슬러그(6)(7)(8)의 안쪽공간을 몰딩수지로 채워 상기 반도에 칩(1)과 내부리드(2b), 버텀리드(2a) 및 도선(4)을 밀봉하되, 상기 버텀리드가 외부로 노출되도록 밀봉된 몰딩부(5)를 포함하여 구성된 버텀리드 반도체 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 슬러그(7)는 제1 히트 슬러그(6)에 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 제1∼3 히트 슬러그(6)(7)(8)는 열전도효율이 높은 비전도성의 금속 및 세라믹 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지. 비전도성의 금속 및 세라믹 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내부리드(2b) 및 버텀리드(2a)의 재질로는 니켈 또는 구리 합금이 사용된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 제3 히트 슬러그(8)의 양측 에지(edge)부에 돌출부(11)가 구성된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 돌출부(11)는 원형, 요철 및 다각형중에 어느 한 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 버텀리드 반도체 패키지.
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